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【摘要】在供配电设计中电力监控具有十分重要的作用。现在我国的用电需求量变得越来越大，因此配电设计也需要面对越来越严峻的挑战。在供配电设计当中引进电力监控系统可以极大的促进电力运营成本的降低，同时还可以使电网管理效率得到可靠的保证，而且其已经逐渐变成供配电设计当中非常关键的组成部分。本文针对供配电设计以及电力监控进行了分析和探讨。
【关键词】供配电设计；电力监控；系统应用
0.引言
作为连接用户之间与电力发电系统、输电系统的关键环节，供配电系统在电力工程中具有不可或缺的地位。供电质量在经济高速发展的今天需要承担着越来越大的压力，因此电力系统的安全保障开始变得越来越重要。供配电的安全性以及可靠性可以在自动化程度的条件下有所提升，最终使的人们日益增长的需求得到满足。
1.供配电设计及电力监控的国内外发展现状
供配电设计以及电力监控在国外上世纪70年代就已经开始起步了，一些发达国家很早就开始对供配电设计以及电力监控进行研究，由于完善的供配电监控系统，有效的带动了这些发达国家相应的经济的发展。供配电监控系统在国外开始在逐渐朝着集成化、智能化、开放式以及自动化的综合方向发展。现在国外的供配电监控系统规模已经变得越来越大，供配电网也开始变得具有越来越高的安全可靠性。
我国从上世纪90年代开始实施供配电监控系统，相对于国外的发达国家而言，起步较晚，同时还受到了一系列因素的制约，其中包括人们的认识水平、科学技术水平以及资金水平等。我国的供配电设计以及电力监控首先是对国外的设备和技术予以引进，虽然其能够实现定位以及隔离故障区域的功能，同时还可以实现自动恢复供电，然而却存在一系列的不足。后来SCADA供配电监控系统在我国得以建立，其可以有效的监控和管理供配电网，同时还可以对系统运行予以优化，这样在故障情况出现时，就可以对系统予以及时有效的控制，但是仍然存在需要对通信系统进行借助的缺点。随后在SCADA供配电监控系统基础之上，我国对开始将组态软件加入到其中，并对通信技术、网络技术自动控制技术进行有效的借助，这样由计算机的软件就可以将监控工程自动完成，从而在保证各子系统之间进行资源共享的同时，还进一步的保证了自动化管理在供配电当中的实现[1]。
2.供配电设计的主要内容
在进行供配电设计的时候首先要确定配电设计方案，并且进行负荷的测量。只有将其容量确定之后，才可以对合适的接入点进行选择，从而与相关的负荷的需求相符合。利用对用电负荷的精确测量，最终将合理的电源接入方案确定下来。
随后就要对电气主接线以及相关设备进行选择，要注意合理的选用变压器以及开关柜，需要充分的考虑设备的可靠性和使用维护。通常情况下，充气式负荷开关柜在高层以及小高层住宅设计当中应用的较为广泛，这是由于其具有较高的设备可靠性、较强的分段能力以及较小的柜型尺寸。采取这种方式能够使供电企业的日常运行维护变得更加方便。
作为供电点系统中核心的组成部分，变压器的合理与否显得尤为重要，在对变压器进行选用的时候需要与不同的用电环境以及性质相结合，从而采用最佳的方案。通常比较常用的变压器包括两种，也就是全密封干式变压器以及全密封油浸式变压器。在进行供配电设计的时候，才可以采用油浸式变压器针对处于地上部分而且相对独立的变电所进行设计，采用干式变压器针对处于地下部分的变电所进行设计，这样给予能够保证消防需求等得到充分满足。
3.电力监控系统的作用
①采集模拟量：电力监控系统需要针对频率、无功功率、有功功率以及隔断母线电压等模拟量进行采集，而且其可以通过交流采样以及直流采样等两种不同的方法进行模拟量的采集工作。其中的直流采样是指经过变送器将电流以及交流电压等信号转变为直流信号；而交流采样则是指则是通过互感器向电流信号以及交流信号进行转化。
②采集开关量：同期监测状态、运行报警信号、断电保护动作信号、接地刀闸状态、隔离开关状态以及断路器状态等开关量都是电力监控系统需要采集的。
③实施电能计量：所谓的电能计量就是采集无功电能以及有功电能。在以往的方法当中都是通过对机械式的电能表的利用来完成，其中电能的大小用电能表盘转动的圈数来反映。但是该类机械式电能表具有很多的缺陷，其中非常突出的一点就是不能够与计算机直接接口。在采集电能的时候电力监控系统主要通过两种方式来进行，也就是软件计算法以及电能脉冲计量法。其中的电能脉冲计量法就是通过机电一体化电能仪表或者采用脉冲电能表，每转一圈的电能表转盘就会将一个或者两个脉冲输出，这样转盘转动的圈数就被脉冲数取代了。通过计算其中的脉冲数，计算机再将其与系数相乘，就可以将电能量计算出来；通过对交流采样的利用，数据采集系统可以将电流值以及电压值得出，然后经过软件的计算就可以将无功电能以及有功电能计算出来，这种方法就是软件计算方法[2]。
④实施有效的安全监视：在运行的过程中，监控系统可以不断的监视采集到的电压、电流等模拟量的越限情况，一旦出现越限的情况，监控系统就会马上将警报发出，与此同时，其还可以将越限时间和越限值记录下来并且予以显示。除此之外，监控系统还要对是否处于正常工作状态的自控装置系统和保护装置进行有效的监视。
4.在供配电系统当中电力监控软件的具体应用分析
通常情况下，整个系统可以分为主控层、中间层以及現场层。
4.1主控层
一般在值班室或者中控室进行主控层的设置，在主控层当中对具有较高可靠性以及高性能的报警装置、打印机、UPS不间断电源以及计算机等进行配置。在主控计算机当中对电力监控软件进行安装，其对整个配电系统的实时控制是通过软件的各种管理功能以及人机界面等来实现的。
4.2中间层
通常情况下，在主控层以及现场层的中间对中间层进行布置，在监控计算机的主板之上采用PCI插槽模式进行内置，从而能够将更多的虚拟接口提供给计算机，同时还要进行必要的光电隔离，保证主控计算机与现场层设备之间能够实现数据交换以及网络通信连接是主要的任务。 4.3现场层
在电力监控系统当中，现场层的主要目的是采集以及测量各种配电系统在现场的运行参数，同时还要向监控系统进行传输这些数据的工作，其中主要包括网络电力仪表、智能断路器以及电流互感表等，在现场的电缆分界箱内对这些设备进行装设。同时上述的各种设备都可以将各自的功能在独立的情况下完成，不会对主控计算机产生任何的依赖。由于其中的网络电力仪表具有通信接口，所以可以将检测到的状态信号以及各项电参数等通过总线向位于中间层的数据处理单元进行传输[3]。
作为一种智能化电力仪表，其中的网络测控电力仪表主要是满足智能大厦、公共设施、工矿企业以及电力系统中的电力监控需求。其可以对包括开关量输入/输出状态、无功功率、有功功率、电能、电压以及三相电流等进行测量。通常情况下，网络测控电力仪表的通信联网功能相对比较完善，可以充分的保证远程遥控功能以及远程遥测功能的实现，因此在实时电力监控系统当中应用的较为普遍。
5.供配电设计当中电力监控的发展展望
伴随着科学技术的不断发展，电力监控系统当中的软件功能必然会不断的加强，在不远的将来，工业组态软件势必也会逐渐的开始应用大型数据库技术、分布式运算以及3D动画技术等高新科技技术，最终保证画面的动态显示以及3D效果的实现，而且今电力监控系统不断改进的一个非常重要的方面就是对大量数据同时运行的支持。
与此同时，因为快速发展的网络的影响，分布式以及网络化成为了组态软件的主要发展方向，其基本需求就是对 Internet 远程访问功能的支持。如果与 Web 网页发布的通信可以利用诸如ipad或者手机等移动设备来实现，那么管理人员在监控管理系统的时候就会更加方便[4]。
6.结语
随着我国的用电需求量变得越来越大，因此配电设计也需要面对越来越严峻的挑战。鉴于电力监控在供配电设计中的重要作用，必须要对之进行科学合理的设计。电力监控系统可以利用网络传输采集到的现场数据以及命令，所以必须要以不同的系统作为根据，对组网方式进行科学合理的设计，在能够准确以及迅速对数据进行传输的前提下，保证简单布网，同时还要使维修检测以运行管理更加方便。
【参考文献】
[1] 张静，谢路锋.电力监控系统在供配电设计中的应用[J].低压电器，2012（2）.
[2] 庞叶净.浅析供配電设计及电力监控[J].中国科技博览，2012（21）.
[3] 刘育海.电力监控在小区供配电设计中的应用[J].内蒙古石油化工，2013（21）.
[4] 姜建国.通讯技术在配网监控系统中的应用[J].宁夏电力，2012（4）.
【关键词】供配电设计；电力监控；系统应用
0.引言
作为连接用户之间与电力发电系统、输电系统的关键环节，供配电系统在电力工程中具有不可或缺的地位。供电质量在经济高速发展的今天需要承担着越来越大的压力，因此电力系统的安全保障开始变得越来越重要。供配电的安全性以及可靠性可以在自动化程度的条件下有所提升，最终使的人们日益增长的需求得到满足。
1.供配电设计及电力监控的国内外发展现状
供配电设计以及电力监控在国外上世纪70年代就已经开始起步了，一些发达国家很早就开始对供配电设计以及电力监控进行研究，由于完善的供配电监控系统，有效的带动了这些发达国家相应的经济的发展。供配电监控系统在国外开始在逐渐朝着集成化、智能化、开放式以及自动化的综合方向发展。现在国外的供配电监控系统规模已经变得越来越大，供配电网也开始变得具有越来越高的安全可靠性。
我国从上世纪90年代开始实施供配电监控系统，相对于国外的发达国家而言，起步较晚，同时还受到了一系列因素的制约，其中包括人们的认识水平、科学技术水平以及资金水平等。我国的供配电设计以及电力监控首先是对国外的设备和技术予以引进，虽然其能够实现定位以及隔离故障区域的功能，同时还可以实现自动恢复供电，然而却存在一系列的不足。后来SCADA供配电监控系统在我国得以建立，其可以有效的监控和管理供配电网，同时还可以对系统运行予以优化，这样在故障情况出现时，就可以对系统予以及时有效的控制，但是仍然存在需要对通信系统进行借助的缺点。随后在SCADA供配电监控系统基础之上，我国对开始将组态软件加入到其中，并对通信技术、网络技术自动控制技术进行有效的借助，这样由计算机的软件就可以将监控工程自动完成，从而在保证各子系统之间进行资源共享的同时，还进一步的保证了自动化管理在供配电当中的实现[1]。
2.供配电设计的主要内容
在进行供配电设计的时候首先要确定配电设计方案，并且进行负荷的测量。只有将其容量确定之后，才可以对合适的接入点进行选择，从而与相关的负荷的需求相符合。利用对用电负荷的精确测量，最终将合理的电源接入方案确定下来。
随后就要对电气主接线以及相关设备进行选择，要注意合理的选用变压器以及开关柜，需要充分的考虑设备的可靠性和使用维护。通常情况下，充气式负荷开关柜在高层以及小高层住宅设计当中应用的较为广泛，这是由于其具有较高的设备可靠性、较强的分段能力以及较小的柜型尺寸。采取这种方式能够使供电企业的日常运行维护变得更加方便。
作为供电点系统中核心的组成部分，变压器的合理与否显得尤为重要，在对变压器进行选用的时候需要与不同的用电环境以及性质相结合，从而采用最佳的方案。通常比较常用的变压器包括两种，也就是全密封干式变压器以及全密封油浸式变压器。在进行供配电设计的时候，才可以采用油浸式变压器针对处于地上部分而且相对独立的变电所进行设计，采用干式变压器针对处于地下部分的变电所进行设计，这样给予能够保证消防需求等得到充分满足。
3.电力监控系统的作用
①采集模拟量：电力监控系统需要针对频率、无功功率、有功功率以及隔断母线电压等模拟量进行采集，而且其可以通过交流采样以及直流采样等两种不同的方法进行模拟量的采集工作。其中的直流采样是指经过变送器将电流以及交流电压等信号转变为直流信号；而交流采样则是指则是通过互感器向电流信号以及交流信号进行转化。
②采集开关量：同期监测状态、运行报警信号、断电保护动作信号、接地刀闸状态、隔离开关状态以及断路器状态等开关量都是电力监控系统需要采集的。
③实施电能计量：所谓的电能计量就是采集无功电能以及有功电能。在以往的方法当中都是通过对机械式的电能表的利用来完成，其中电能的大小用电能表盘转动的圈数来反映。但是该类机械式电能表具有很多的缺陷，其中非常突出的一点就是不能够与计算机直接接口。在采集电能的时候电力监控系统主要通过两种方式来进行，也就是软件计算法以及电能脉冲计量法。其中的电能脉冲计量法就是通过机电一体化电能仪表或者采用脉冲电能表，每转一圈的电能表转盘就会将一个或者两个脉冲输出，这样转盘转动的圈数就被脉冲数取代了。通过计算其中的脉冲数，计算机再将其与系数相乘，就可以将电能量计算出来；通过对交流采样的利用，数据采集系统可以将电流值以及电压值得出，然后经过软件的计算就可以将无功电能以及有功电能计算出来，这种方法就是软件计算方法[2]。
④实施有效的安全监视：在运行的过程中，监控系统可以不断的监视采集到的电压、电流等模拟量的越限情况，一旦出现越限的情况，监控系统就会马上将警报发出，与此同时，其还可以将越限时间和越限值记录下来并且予以显示。除此之外，监控系统还要对是否处于正常工作状态的自控装置系统和保护装置进行有效的监视。
4.在供配电系统当中电力监控软件的具体应用分析
通常情况下，整个系统可以分为主控层、中间层以及現场层。
4.1主控层
一般在值班室或者中控室进行主控层的设置，在主控层当中对具有较高可靠性以及高性能的报警装置、打印机、UPS不间断电源以及计算机等进行配置。在主控计算机当中对电力监控软件进行安装，其对整个配电系统的实时控制是通过软件的各种管理功能以及人机界面等来实现的。
4.2中间层
通常情况下，在主控层以及现场层的中间对中间层进行布置，在监控计算机的主板之上采用PCI插槽模式进行内置，从而能够将更多的虚拟接口提供给计算机，同时还要进行必要的光电隔离，保证主控计算机与现场层设备之间能够实现数据交换以及网络通信连接是主要的任务。 4.3现场层
在电力监控系统当中，现场层的主要目的是采集以及测量各种配电系统在现场的运行参数，同时还要向监控系统进行传输这些数据的工作，其中主要包括网络电力仪表、智能断路器以及电流互感表等，在现场的电缆分界箱内对这些设备进行装设。同时上述的各种设备都可以将各自的功能在独立的情况下完成，不会对主控计算机产生任何的依赖。由于其中的网络电力仪表具有通信接口，所以可以将检测到的状态信号以及各项电参数等通过总线向位于中间层的数据处理单元进行传输[3]。
作为一种智能化电力仪表，其中的网络测控电力仪表主要是满足智能大厦、公共设施、工矿企业以及电力系统中的电力监控需求。其可以对包括开关量输入/输出状态、无功功率、有功功率、电能、电压以及三相电流等进行测量。通常情况下，网络测控电力仪表的通信联网功能相对比较完善，可以充分的保证远程遥控功能以及远程遥测功能的实现，因此在实时电力监控系统当中应用的较为普遍。
5.供配电设计当中电力监控的发展展望
伴随着科学技术的不断发展，电力监控系统当中的软件功能必然会不断的加强，在不远的将来，工业组态软件势必也会逐渐的开始应用大型数据库技术、分布式运算以及3D动画技术等高新科技技术，最终保证画面的动态显示以及3D效果的实现，而且今电力监控系统不断改进的一个非常重要的方面就是对大量数据同时运行的支持。
与此同时，因为快速发展的网络的影响，分布式以及网络化成为了组态软件的主要发展方向，其基本需求就是对 Internet 远程访问功能的支持。如果与 Web 网页发布的通信可以利用诸如ipad或者手机等移动设备来实现，那么管理人员在监控管理系统的时候就会更加方便[4]。
6.结语
随着我国的用电需求量变得越来越大，因此配电设计也需要面对越来越严峻的挑战。鉴于电力监控在供配电设计中的重要作用，必须要对之进行科学合理的设计。电力监控系统可以利用网络传输采集到的现场数据以及命令，所以必须要以不同的系统作为根据，对组网方式进行科学合理的设计，在能够准确以及迅速对数据进行传输的前提下，保证简单布网，同时还要使维修检测以运行管理更加方便。
【参考文献】
[1] 张静，谢路锋.电力监控系统在供配电设计中的应用[J].低压电器，2012（2）.
[2] 庞叶净.浅析供配電设计及电力监控[J].中国科技博览，2012（21）.
[3] 刘育海.电力监控在小区供配电设计中的应用[J].内蒙古石油化工，2013（21）.
[4] 姜建国.通讯技术在配网监控系统中的应用[J].宁夏电力，2012（4）.